机床尤其是工具机床 【技术领域】
本发明涉及一种机床，尤其是工具机床(Werkzeugmaschine)，例如铣床，其具有机床机架以及设置在机架上的机床模块。
背景技术
机床、尤其是工具机床可得到不同的实施结构。例如钻床、车床、磨床或者铣床、也包括其它机床都属于此类机床，它们主要用于加工工件。所有这些机床一般必需具有一定的稳定性，以能够尽可能精确地加工相应的工件。因此这些机床通常具有由金属、尤其是钢制成的机床机架和其它的机床模块，它们根据工具机床的形式可以不同地构成。金属的优点是，它相对容易加工并且能够以不同的强度获得。但是在使用金属时的缺点主要是其相对较高的原料价格。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提出一种机床，尤其是工具机床，它可以成本有利地制造而且具有足够的强度。
这个目的通过具有权利要求1特征的机床得以实现。
按照本发明的方案，实际上起到机床基体作用的所述机床机架和/或至少一个机床模块至少部分地由高强度或超高强度的混凝土制成。使用这种材料得到一系列优点。由此使所述机床尤其是工具机床在高内阻尼状态下同时具有微小的温度敏感性。此外通过使用有利地由木材制成的模板在机床机架和/或机床模块造型时得到几乎不受限制的可能性，它们一点都不次于金属成型的能力。因此也可以制成复杂的目前只能由金属铸造、焊接或锻造的构件。在此高强度混凝土的另一优点是，它与钢铸件相比具有更小的收缩倾向。通过相应的热处理几乎可以完全预测可能的收缩。尤其要强调的是与金属相比具有明显低的价格。与此相关还要特别强调，本发明不局限于工具机床形式的机床，而是可以按照本发明的原理来形成所有需具有特别高的强度的机床。
在此所述机床有利地具有至少一个机床模块，所述机床模块以框架部件、机床工作台、工具夹、摆动和/或旋转装置和/或导向装置的形式构成。机床工作台主要作为要被加工的工件的支承，而摆动和/或旋转装置可以完成不同的任务。例如可以在旋转或摆动工件、或者其它零部件如工具夹本身时使用这种装置。如果要使一个机床模块相对于另一机床模块、机床机架和/或要被加工的工件活动地支承，则总是使用导向装置。原理上机床所有的构件可以由高强度混凝土制成，这些构件必需具有相应的强度。因此也可以设想使用高强度混凝土加工顶尖套筒(Pinolen)，它们作为另一直线轴并传递转矩到工具和/或工件。机床模块的概念当然也包括不同的支撑件、支承部件或加固部件，它们可以根据机床而存在。
在此特别有利的是，至少一个机床模块与机床机架和/或另一机床模块至少局部地粘接。由此可以大部分地省去通常的连接部件如螺栓或螺钉。由此首先降低开发费用，因为不必再考虑用于容纳连接部件的相应开孔。当然也可以使通常的连接部件与专业人员公知的粘接技术组合。
但是同样也有利的是，至少一个机床模块与机床机架和/或另一机床模块至少局部地、尤其在使用螺纹套的条件下螺纹连接。在此可以使用不同的、专业人员公知的机械结构，来有利地保证可随时重新拆卸的连接。
在一特别有利的布置结构中所述机床具有至少一个导向部件，机床机架活动地支承在所述导向部件上。例如使用一个或多个导向部件是有利的，使工件位置固定地支承并且使机床、尤其以工具机床的形式如铣床或工作台机床为了加工工件必需相对于工件运动。这尤其适合于大和/或重的工件如混凝土梁。在这种情况下所述机床具有部件如滑动导向件、如滑板(Kufen)或滚轮，它们与导向部件共同作用。还可以设有驱动装置，有利地具有附属的控制单元，驱动装置使机床沿着导向部件移动。
有利地使所述导向部件包括至少一个底板和/或一个导轨，所述导轨又可以放置在底板上。由此实现导向部件在支承面中和导轨本身的分布(Aufteilung)，导轨与机床机架接触，其中这两个构件可以具有不同的物理特性。因此适宜的是，使导轨由特别坚固的混凝土或者也可能由钢制成，而减震特性对于底板会很重要。
在此所述导向部件以特别有利的方式支承在基础上。由此保证，使机床具有稳定的支承，使得待加工的工件能够以尽可能高的精度加工。
有利地，所述基础和/或导向部件此外具有地脚螺栓，用于连接基础与导向部件和/或用于精细调整导向部件和/或基础的位置。特别地，如果这样构成地脚螺栓，从而能够例如通过相应的螺旋机构实现上述的精细调整，由此可以特别使导向部件相对于基础的高度和/或位置精确地匹配。这尤其得到特别高加工精度的机床
这种地脚螺栓例如可以通过螺栓、也可以通过螺旋部件或螺杆构成，所述地脚螺栓类似地保证基础与导向部件的尽可能稳定的连接。在此所述地脚螺栓可以稳固地但是也是可拆卸地与基础和/或导向部件连接，其中也可以使用相应的楔形部件，它们是连接的附加保障。
与此相关特别有利的是，所述地脚螺栓与基础和/或导向部件粘接和/或以尤其是水泥砂浆浇注。这种连接表示的是稳定且简单实现的地脚螺栓固定。当然也可以不使用相应的地脚螺栓而使导向部件直接与基础粘接或浇注，由此可以实现特别简单的实施方式。
同样有利的是，所述导向部件和/或基础由高强度混凝土制成，因为这些构件通常也经受高的负荷、尤其以高压力载荷形式的负荷。通过简单地加工混凝土部件可以使上述构件以非常高的精度制成，这尤其在成型导向部件时是明显有利的，因为其精度直接影响到相应工件的加工精度。
也有利的是，所述机床机架、至少一个机床模块、导向部件和/或基础通过切屑尤其通过磨削和/或铣削加工。这种加工方法确保了构件具有直至几微米范围的非常高的精度。在此适宜的是，使各个构件在其加工前硬化，以能够排除混凝土以后的收缩。
在机床的特别有利的布置结构中，所述混凝土具有的E弹性模量数值大于50000、尤其是大于60000N/mm2。由此确保，混凝土可以承受最大负荷，同时具有尽可能微小的变形。这是特别有利的，如果机床必需传递大的作用力到要被加工的工件上，其中还要保证高的加工精度。混凝土的高强度也是必需的，如果机床具有一定的自有尺寸它引起相应高的作用于机床本身上的作用力。相应的铣床例如在加工磁悬浮(Transrapid)梁时使用，它们通常具有大于1米的高度。
也有利的是，所述高强度混凝土是高强度轻质混凝土。由此在具有足够的稳定性同时明显减轻由混凝土制成的机床的重量。这一点尤其对于活动的工具模块、如工具夹或相应的摆动或旋转装置是特别有利的。
此外有利的是，所述混凝土是低收缩的。由此确保，由所述混凝土制成的机床构件在其完成加工后也保持形状稳定。此外缩短在浇注构件与随后的加工之间的时间。
有利地，附加地或可选地使所述混凝土经过热处理。这个过程导致尤其显著地加速混凝土硬化过程。
同样有利的是，所述混凝土含有添加物。这种添加物是如流化剂、二氧化硅或其它专业人员熟知的物质，它们有助于根据添加物的种类来影响混凝土的特性。同样已经证实混杂纤维的混合物是有利的，因为其使用对混凝土的稳定性具有特别积极的影响。
另一优点是，所述混凝土经预应力处理。预应力混凝土特别适宜于承受弯曲负荷的构件并且可以直接结合或者通过外部预加应力来实现。
【附图说明】
下面借助于附图来详细解释本发明，附图中：
图1示意性地示出了按照本发明以工具机床形式的机床的侧视图，
图2示意性地示出了按照本发明以工具机床形式的机床的正视图。
【具体实施方式】
图1和2示出了按照本发明的机床的侧视图和相应的正视图。示例地选择了铣床1形式的工具机床，其中当然也可以对应于按照权利要求的教导构成其它机床如车床、钻床或磨床。许多其它机床也落入在本发明的范围中机床的概念，它们尤其用于加工工件，或者由于其它原因必需由高强度材料制成。
所述铣床1具有机床机架2，它实际上作为用于容纳其它机床模块的基体，这些机床模块将在下面描述。该机床机架2具有框架部件3，在其中借助于导向装置5垂直活动地支承工具夹4。该工具夹4具有摆动或旋转装置6，所述摆动或旋转装置6围绕水平轴7(见图1)但是也可以围绕其在附图1的图面中延伸的纵轴可旋转地支承。此外这样支承工具夹4，使它也可以沿着纵轴水平移动。由此可以使未示出的工具例如铣刀头在所有三个空间轴上相应于能够加工的工具的所期望形状定向。此外工具夹4在导向装置5内部的垂直运动可以利用主轴传动或链传动实现，对它们附设相应可控制的驱动单元8。当然工具夹4本身也具有未示出的驱动装置，它用于工具本来的旋转运动。
此外所述机床机架2活动地与导向部件9连接(为了清晰仅仅在图1中以附图标记表示)。在所示实施例中导向部件由底板10组成，所述底板10具有两个平行延伸的导轨11。这些导轨又由机架的相应滑道(Kufen)包围，用于保证导轨沿着导向部件9可靠地导引。代替滑道12当然也可以使用滚轮或其它滑动部件。
为了防止工具机床沉降到地基中并保证工具机床必需的稳定性，该工具机床还具有基础13，所述基础13与导向部件9连接。在导向部件9的底板10与基础13之间的连接可以借助于不同的粘接技术、但是也可以通过常见的方式利用螺栓连接或插接连接实现。在所示实施例中利用螺栓和/或螺杆形式的地脚螺栓实现连接，所述地脚螺栓由基础13以及底板10中相应的孔容纳。螺杆14本身也粘接到孔中或者由相应的现有的螺纹部件容纳，由此在底板10与基础13之间形成特别简单但是稳定的连接。当然也可以省去基础部件，在这种情况下导向部件11以上述的形式直接与基础13连接。
按照本发明使机床机架2和/或各个机床模块如框架部件3、导向装置5、导向部件9的底板10、导向部件9本身、工具夹4和/或基础13至少部分地由高强度混凝土制成，其弹性模量E在优选的实施例中超过50000N/mm2并且在本发明的特别优选的设计中超过60000N/mm2。
同样可以使用高强度轻质混凝土，由此可以显著地减少工具机床的重量。因为大多数工具机床要在保持特别高的精度的条件下加工相应的工件，因此还显示出，使用低收缩的混凝土来保证相应的构件的足够形状稳定性。
为了对混凝土的稳定性或其它特性具有积极的影响，还有利的是，对混凝土混合相应的添加剂如流化剂或硅石。也可以使用纤维15，如同在图1中的机床机架2的示例中所示的那样，有助于提高相应的构件的稳定性。
所述的添加剂通常添加到还是液态的混凝土里面。最后将混凝土浇注到相应的模板里面并且在硬化后通过切削加工例如通过磨削或铣削得到所期望的构件的最终形状，其中通过目前的模板方法和切削方法可以达到几微米的精度。在此也可以附加地或可选地使用钻孔设备，例如来加工相应的用于螺杆的容纳体。
借助于实施例详细地解释了本发明。在权利要求的范围内能够容易地实现本发明的变型，其中所有在说明书和附图描述中明确给出的特征可以相互间任意组合地实现，而且是有意义的且能够实现的。